焊接機器人在焊接技術應用中的關鍵技術探究

桂萬杰

（長安福特汽車有限公司杭州分公司，浙江 杭州 311228）

2016年1月，李克強總理主持召開國務院常委會，決定推動”中國制造2025”發展計劃，從2015年到2025年這十年內，是第一個十年計劃，也是”第四次工業革命”，核心內容是物理信息融合，主要涉及大數據系統，云計算系統等新一代信息技術，3D打印技術等新興材料制造手段，智能機器人等多學科之間交叉融合的新產物，極大地推動了單個學科的發展，推動了學科之間的融合，極大地豐富了材料行業的加工手段和制造方法，為生產和制造提供了雄厚的加工基礎。

1 焊接機器人的發展歷程和應用現狀

自1980年開始，我國對焊接機器人的研發和生產投入了大量的人力物力。近年來，我國對焊接機器人的投入熱度不減，出現了百分之六十的年增長率。我國在2004年國產機器人共1400臺，進口機器人超過9000臺，經過十年的發展，截止今年我國工業機器人安裝量為57000臺，其中16000臺是中國安裝，且焊接機器人占全部機器人數量的百分之三十六。

現在，焊接機器人的生產技術已相比于二十一世紀初期有了極大的進步，生產焊接機器人的成本在不斷壓低，另一方面，采用人工焊接的成本逐漸提高，這使得焊接機器人的市場以及焊接機器人技術迎來了難得的發展機遇。

我國的焊接機器人主要應用于汽車以及火車的制造行業，工程機械的生產行業等，可以說汽車制造業的發展離不開焊接機器人的技術基礎，汽車領域是焊接機器人最早和最大的投入行業，我國的紅旗牌汽車和解放牌汽車最早使用了焊接機器人技術對車體進行焊接?，F在，我國的鐵路機車已成為世界品牌，這也提高了鐵路機車行業對焊接機器人以及自動化焊接技術的需求，借助焊接機器人技術的不斷革新，我國的汽車制造業已由粗糙的作坊式生產方式轉變為智能的規模化生產方式，我國的焊接機器人也大量出口國外。

2 焊接機器人的技術特點及存在的問題

因其智能化特點和機械化操作，焊接機器人的焊接質量具有重復性好的特點，但正因為機械和人工有著截然不同的區別，使得焊接質量控制成為焊接機器人研發和生產的重要一環。焊縫的質量受到焊接過程中的變形，變錯邊，變散熱以及變間隙的影響。因此，問題反饋和智能控制則成為焊接機器人技術中迫切需要解決的問題，對反饋的問題和信息進行及時的智能控制，能最大程度的提高焊接質量。下面從五個方面來討論焊接機器人的智能化研究進展以及技術特點。

（1）傳感技術

利用傳感技術可以對焊縫進行精確加工，并實現生產線的自動化控制，使得焊接作業能大大提高，多種傳感器的融合技術和傳感信息算法的研發也成為了新的熱點問題。

（2）焊縫的識別和導引

焊接機器人在進行焊接工作時需要對焊縫進行識別，關鍵技術和難點就是如何準確地讓焊槍識別到焊接初始點，完成了這個步驟才能進一步對材料進行精確完整的焊接。而現有的技術常通過人的觀察來完成焊接初始點的尋找。

（3）仿真和模擬

對焊接機器人焊槍軌跡的仿真和模擬也尤為重要，對一些固定軌跡的模擬和對障礙物的智能避讓技術研發可以解決焊接機器人機械手臂遇到的實際問題。

（4）多個機器人協調控制

多機器人協調控制領域現在還在研發中，理論尚未成熟，技術也還沒有投入應用，多機器人協調控制涉及到感知與學習方法，主要研究群體行為控制，是一個綜合性的研究體系。

（5）遙控焊接技術

遙控焊接技術就是指遠程操控焊接過程，簡單的遙控焊接技術已經很成熟，現在大部分實驗室和生產車間已經可以做到控制臺和生產線分離，而一些更遠距離的遙控焊接技術則需要更深入的進行研究，例如在海洋中對材料進行焊接，在太空中對空間站進行焊接等，需要更全面系統地進行研究。

3 焊接機器人的發展趨勢

隨著網絡技術和機械制造技術的不斷進步，我國智能化制造產業迎來了前所未有的發展機遇，汽車行業的飛速發展也對汽車材料以及智能的焊接機器人技術有了更高的技術需求。如今，焊接機器人技術已不斷成熟，理論體系不斷完善，但仍然有一些技術性的難題和理論限制存在，特別是焊接機器人的視覺控制技術、模糊控制技術、智能化控制技術、嵌入式控制技術、虛擬現實技術、網絡控制技術等方面將是未來研究的主要方向。焊接機器人技術在未來將隨著汽車行業的進步而不斷的進行技術革新，為科技發展和經濟進步奠定良好的技術基礎。

[1]李文韜. 我國焊接生產現狀與焊接技術的發展研究[J]. 無線互聯科技, 2014, (11):130-130.